第七章煤矿环境地质

第七章煤矿环境地质第一节煤矿环境地质研究的内容第二节煤矿环境污染因素和危害第三节煤矿环境监测与质量评价第四节矿井环境地质工作,第一节煤矿环境地质研究的内容,煤矿环境地质的研究基础：地质学和环境学的理论和方法。研究的对象：由地质因素引起的环境问题。重点：煤炭开采引起的环境地质问题。,具体的研究内容：1、煤矿原始环境地质条件和环境质量。矿区有害地质体、有害物质种类、特征、迁移、转化等，与地质有关的原始环境状况、质量水平。2、煤矿生产活动引起的环境地质问题。煤矿开发引起的环境地质条件、地质因素的变化，以及由此而形成的污染，煤矿生产所产生的三废。3、煤矿环境地质灾害。煤矿环境地质灾害的成因、类型、诱发因素、预测方法。4、煤矿资源保护和环境污染防治方法。包括煤炭及伴生矿产资源的综合开发利用。5、煤矿环境地质监测、评价技术。,第二节煤矿环境污染因素和危害,一、污染因素（一）固体废物1、矸石煤矸石的排放量取决于煤层条件、开采方法、选矿工艺等。2、露天矿剥离物其排放量取决于煤层埋藏深度和煤层赋存条件。3、煤泥在开采、运输、洗选过程中产生的泥状物质。,（二）废水1、采矿废水：外排的矿井水。国有重点煤矿每年外排矿井水超过20亿立方米。根据水质可分为五种类型。（1）洁净矿井水（2）含悬浮物矿井水矿化度小于1000mg/L（3）高矿化度矿井水矿化度大于1000mg/L（4）酸性矿井水PH值小于5.5（5）含有特殊污染物的矿井水,一、污染因素（二）废水2、选矿废水在煤炭洗选过程中产生的废水。选矿废水含有大量悬浮煤粒、酚类、醇类等有机药剂，是一种有毒废水。洗选1吨原煤外排0.8-1.0m3的废水。3、其它工业废水机修厂、焦化厂等煤矿附属企业生产过程中产生的废水。,（三）废气1、采矿废气。从矿井中排出的废气。含有多种有害组分：CH4、CO2等。2、燃气废气。矿区锅炉、民用燃煤产生的废气，易形成煤烟型大气污染。3、自燃废气。煤和矸石发生自燃产生的废气，其成分与燃煤有关。（四）煤尘主要组分：煤尘、岩粉和其它物质粉尘。粉尘中含有很多的有害元素：砷、铬、镉等。,（五）岩体移动在外界因素影响下，地表岩体失去原有的平衡状态，而发生移动的现象岩体移动。主要原因：采矿活动引起。岩体移动包括：地下开采造成的地表移动。露天开采引起的滑坡。,地表移动的类型：1、漏斗状陷坑和阶梯状断裂主要发生在浅部急倾斜煤层采空区，以及开采深度/开采厚度20的缓倾斜煤层采空区。特点是：形成过程缓慢，时空上是连续的，但破坏范围较大。,（六）矿井热矿井生产过程中所产生和形成的热。煤矿安全规程规定：“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26；机电硐室的空气温度不得超过30”。超过规定值就成了热害。形成矿井热的热源：地热、煤岩层氧化热、热水热、煤层自燃热、设备运行热等。随着开采深度的增加。矿井热害在部分矿井成为主要问题。（七）噪声风扇、空压机、凿岩机、采煤机等均是高噪声设备。,二、煤矿环境污染的危害（一）破坏土地资源露采直接开挖土地；地采造成土地塌陷；煤矸石排放压占土地；采矿“三废”污染土地等。,煤矿地质灾害地面塌陷与地裂缝,煤矿地质灾害地面塌陷与地裂缝,煤矿地质灾害地面塌陷与地裂缝,煤矿环境地质地面塌陷,煤矿地质灾害地面塌陷与地裂缝,煤矿地质灾害地面塌陷与地裂缝,2006年8月4日下午3时30分左右，山西省宁武县西马坊乡大辉窑沟煤矿因周边采煤古空区突然塌陷而涌出有害气体和高温高压水蒸气。此次事故共造成煤矿施工人员18人死亡。,二、煤矿环境污染的危害,（二）破坏水资源,采矿工程改变地下水和地表水的储存和循环状态。疏干降低地下水位。,污染地表水,榆阳煤矿，将大量井下生产废水排向沙漠湖泊，致使原有的沙漠绿洲变成黑泥潭。,井下排水导致泉的水质恶化与枯竭,郭庄泉，山西省六大岩溶泉之一，由于采煤排水量巨大，郭庄泉水的水质在不断恶化，“钠离子、钙离子、氯离子、硫酸根离子大量增加，氨氮、重金属、氰、酚都已检出”，19651984年的20年间，郭庄泉的每秒平均流量为8.17立方米，比有名的朔县神头泉、晋祠难老泉流量大得多。但现在郭庄泉的流量只有“两个多一点”，是以前的四分之一。“,二、煤矿环境污染的危害（三）影响大气结构煤矿废气中含有大量CH4、CO2排入大气后，加剧温室效应。粉尘、煤尘弥漫、能见度降低。废气中的硫氧化物和氮氧化物等则是酸雨和光化学烟雾形成的物质基础和根源；矿井热、粉尘等污染也会对矿区气温、气流、湿度、降雨量等微气候条件有影响。（四）污损自然景观煤矿环境污染改变矿区微地貌、地表水体，示自然景观和人为景观遭到污损和破坏。,二、煤矿环境污染的危害,（五）诱发环境灾害采动压力可诱发冒顶、片帮、矿井突水、煤与瓦斯突出等。（六）破坏生态平衡矿区环境污染，使原有的物质循环平衡被打破，从而导致某些生物退化、灭亡。有毒有害物质积聚；煤矿噪声、居民生产生活活动影响；造成某些生物退化、灭亡或逃逸。,昔日林地如今光秃秃,河道被河西煤矿占用,二、煤矿环境污染的危害,（七）危害人类健康矿区环境污染产生某些环境性疾病，如：吸肺病等。,尘肺病患者灌洗术后污浊的回收液,因大量吸入粉尘而罹患的尘肺病，已经和正在严重威胁着数十万煤矿工人的生命和健康。,二、煤矿环境污染的危害,（八）制约煤矿的可持续发展水资源的破坏，导致周围区域缺水；煤层自燃、岩体移动导致某些资源呆滞、缩短服务年限；开采移民等。,第三节煤矿环境监测与质量评价,一、煤矿环境监测根据煤矿的实际情况，建立科学合理的监测网。根据监测对象（大气、矸石山等）的不同，采用不同的布点方式。采集样品进行室内分析化验，或采用自动监测仪器直接监测。监测内容：大气监测、水质监测、土质监测、岩体移动监测，每项监测又有许多具体内容。对获得的数据进行统计整理，常用的方法：算术平均值发法、几何平均值法、超标率法。,二、煤矿环境质量评价（一）评价类型按评价的时间范围划分1、环境质量回顾评价通过调查了解，搞清已存在环境问题的形成原因和机理。2、环境质量形状评价对环境现状监测、调查。对当前环境质量作出评价。3、环境质量预测评价重点是预测未来矿区环境的变化趋势。,（二）评价内容1、环境背景的调查与评价。（1）自然环境特征（2）社会环境特征2、污染原因调查与评价。确定矿区内污染源的类型、污染物、排放方式、规律等，找出主要的污染源和污染物。3、环境污染形状的调查与评价。通过分析，确定煤矿环境的污染程度4、环境效应分析评价。（1）生态效应分析：评价环境污染对生物及生态平衡的影响。（2）人体健康效应分析：分析环境污染与人体健康的关系（3）经济效应分析：煤矿环境污染的直接、间接损失，治理污染的费用，改善矿区环境取得的经济效应，以及它们之间的关系。,第三节煤矿环境监测与质量评价,（三）评价方法确定评价参数，按不同的指标体系进行计算，对环境质量进行分级、分区，其成果以图件形式表示，如：环境质量指数图、环境质量分区图等.,第四节煤矿环境地质工作,一、矿区环境污染的地质调查地质调查有以下4项内容：（一）矿区原始地质环境调查在原始地质环境调查的基础上，对造成水土污染的污染物、污染源、污染途径进行调查，进行水质分析、岩土分析，为控制水土污染提供地质依据。（二）煤矿水土污染地质调查1、地质背景：地理位置、大地构造位置、地层、岩石、构造等。2、有害物质的种类、含量。3、污染源、污染物（与原始地质环境有关的）。4、各种元素的迁移、转化。,(三)煤矿区大气污染地质调查包括：1、有害粉尘地质调查：粉尘种类、来源数量等。2、有害气体的地质调查：来源、成分、含量、迁移等。（四）其它环境问题的地质调查1、地质灾害调查：采动影响地面沉陷、底板突水、滑坡等。2、矿井热污染调查：成因、特征、危害程度。3、自燃监测研究：自燃的影响因素、规律、形成机理。4、地方性疾病调查：疾病的种类、病因、影响程度和范围。,第四节煤矿环境地质工作,二、矿区环境污染治理效果的地质调查对已采取的措施及其效果进行调查、评价，从而为修正原有措施、制定更加有效的措施提供依据。三、污染源资源化利用地质评价煤矿生产中大量废弃物：矿井瓦斯、煤矸石、矿井水等是主要污染源，但又是宝贵的自然资源，加强资源化利用，可以提高煤矿生产的综合效益。,四、煤矿环境地质图件的编制（一）污染源分布图以矿区地形地质图为基础底图，加绘污染源的内容。（二）环境质量评价图以矿区地形地质图为基础底图，加绘环境质量评价参数、环境背景、环境质量